机械传动课件

第三篇

机械传动机器的主要组成部分原动机传动装置工作机电传动液、气传动机械传动摩擦传动：啮合传动：齿轮、链、蜗杆传动等带传动第八章带传动§8-1概述§8-2带传动的工作情况分析§8-3Ｖ带传动的设计计算§8-4Ｖ带轮的设计§8-5带传动的张紧装置第一节概述一、工程应用

带传动适用于中心距较大的场合,带传动通常连接在原动机与工作机或减速器之间，一般作减速运动。返回目录前一页后一页退出返回目录前一页后一页退出二、组成及工作原理

1、组成

2、工作原理返回目录前一页后一页退出1)摩擦带传动：带张紧在两轮上，主动轮转ΣFf———→带运动ΣFf———→从动轮转动靠带与带轮间的摩擦力使从动轮转动，从而实现运动和动力的传递。主动带轮带从动带轮平带传动V带传动普通V带窄V带多楔带传动：兼有平带和V带传动的优点，柔韧性好、摩擦力大，适于要求结构紧凑，传动功率大、承载能力高的场合。解决了多根V带长短不一，受力不均问题。汽车发动机多楔带传动圆带：

结构简单，其材料常为皮革、棉、麻、绵纶等，多用于小功率传动。返回目录前一页后一页退出同步带属于啮合传动，效率高（0.98），允许速度高（40m/s），传动比大（10）。同步带传动:靠啮合传递运动和动力。同步带传动2)啮合带传动带传动是通过中间挠性件（传动带），依靠带与带轮间的摩擦力工作的。

1、特点：1）带有弹性—缓冲吸振、传动平稳、噪声小，传动比不准确；

2）靠摩擦传动—过载时打滑可防止其它零件损坏，磨损大寿命↓、传动效率低、压轴力大、需张紧装置；

3）中间挠性件——适用于较大中心距的传动。外廓结构尺寸大；。三、带传动的特点和传动形式4）结构简单，制造安装方便，成本低。传动模拟2、传动形式开口传动：两轴平行，ω1、ω2同向。交叉传动：两轴平行，ω1、ω2反向。半交叉传动：两轴交错，不能逆转。3、应用传动比要求不高，要求过载保护，中心距较大场合。不可用于易燃、易爆场合。v=5~25m/si平≤5，iv≤7多级传动中，带布置在高速级。为什么？普通V带、窄V带、宽V带应用最广美国50年代研制：承载高、尺寸小。用于调速机构中

2）V带型号

普通V带已标准化，共有七种型号。Y、Z、A、B、C、D、EGB/T1313575.1-92小大AYZEBCD四、V带的类型与结构

1）V带类型

窄V带截型：SPZ、SPA、SPB、SPC。、汽车V带、大楔角V带在同样条件下，截面尺寸大，则传递的功率就大。

V带的物理结构：标准V带都制成无接头的环形带，包布、顶胶、抗拉体及底胶。

返回目录前一页后一页退出3）V带结构帘布结构：抗拉强度高，制造方便。线绳结构：柔软易弯，适用转速较高、带轮直径较小的场合；但承载能力没有帘布结构的传动带高。抗拉体由多层帘布或一排线绳组成，主要承受工作拉力。◆节线：当带纵向弯曲时，在带中保持原长度不变的周线。◆节面：由全部节线构成的面称为节面。◆节宽bp

：长度不变层，所在位置称为中性层。节面节线◆基准直径dd:

V带装在带轮上，和节宽bp相对应的带轮直径。◆基准长度Ld：V带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度（以标准化）。它用于带传动的几何计算。楔角均为40°4）V带的主要参数普通V带的基准长度系列及长度系数(部分)基准长度Ld/mm长度系数KYZABCDE25001.091.030.9328001.111.050.950.8331501.131.070.970.8635501.171.090.990.8940001.191.131.020.9145001.151.040.930.9050001.181.070.960.9256001.090.980.9563001.121.000.9771001.151.031.00第二节带传动工作情况的分析

一、带传动中的力分析

1）工作前返回目录前一页后一页退出1、紧边拉力F1，松边拉力F2接触面产生正压力，此时带两边产生等值初拉力F0。传动带张紧在带轮上紧边：F0→F1↑松边：F0→F2↓

2）带工作时

假设：带受力变化前后，带的总长度不变，则紧边拉力增量=松边拉力减量。F1=Ff+F2

F

e=Ff=F1-F2带传动的有效拉力Fe等于整个带的总的摩擦力Ff，即紧边与松边的拉力差。则带所能传递的有效功率为：结论：带传动的承载能力取决于带与带轮间的摩擦力。带所传递的功率P最大有效圆周力F总摩擦力Ff带与带轮间正压力带最小初拉力（F0）二、带的弹性滑动和打滑

1、弹性滑动

带传动中因拉力差引起的带的弹性变形而导致的带与带轮之间微小的相对滑动，称为弹性滑动主动轮弹性滑动从动轮弹性滑动主动轮：b点:开始接触，拉力F1，V带b=V轮1。：→带在带轮上发生了相对滑动从动轮：同理，只是：V轮2

<V带→带逐渐缩短拉力F1F2(下降)，弹性变形减小V带<V轮1结论1）弹性滑动是不可避免的，是带传动的固有特性。（∵只要带工作，必存在有效圆周力，必然有拉力差）2）速度间关系：v轮1>v带>v轮2。3）传动比由于弹性滑动引起的从动轮圆周速度的降低率称为带传动的滑动率。ε=0.01~0.02打滑首先发生在小带轮上。区别打滑是由过载引起的，是一种失效形式，是可以避免的。弹性滑动由带松、紧边拉力差引起的，是带传动固有特性，是不可避免的。2、打滑

若带所需传递的圆周力超过带与带间的极限摩擦力时，带与带轮将发生著的相对滑动，这种现象称为打滑。返回目录前一页后一页退出带所能传递最大有效拉力Fec

带传动中，当带有打滑趋势时，摩擦力即达到极限值。这时带传动的有效拉力亦达到最大值.三、带传动的最小初拉力和临界摩擦力

带传动的松、紧边拉力关系可以用欧拉公式表达：影响带传动最大有效拉力的因素：

1）初拉力F0

：F0↑→Fec↑(F0过大，磨损加剧，使带寿命缩短；F0过小，工作中带跳动、打滑。所以在带传动设计时必须合理确定F0值。）

2）包角α：α↑→Fec↑

α

↑→摩擦力↑→传动能力↑。故：一般带松边在上边。

中心距一定时，取决于dd2，dd1。

3）摩擦系数f：

f↑→Fec↑（故V带承载能力高于平带）四、带的应力分析1、离心拉应力：

返回目录前一页后一页退出q---带单位长度质量kg/m。v---带的速度m/s。A---带的截面面积mm2。注意的问题1）传动带的速度对离心拉应力的影响很大,V<25m/s

。2）离心力产生在传动带作圆周运动的弧段上，离心拉应力却作用在传动带的全长上，且各处大小相等。2、拉应力3、弯曲应力：

弯曲应力与带轮直径有关，设计时要控制小带轮的直径。返回目录前一页后一页退出紧边拉应力σ1：松边拉应力σ2：传递P一定，V增大，拉力降低、σ1降低，故V>5m/s。σmaxσ1σb2σcα2n1n2α1σb1σ2离心应力(1)带在工作中所受的应力是变化的，带将产生疲劳破坏。σmax=σ1+σc+σb1应力分布及最大应力结论：(2)最大应力由紧边绕上小带轮处，其值为

第三节V带传动的设计计算一、设计准则和单根V带的基本额定功率返回目录前一页后一页退出带传动的失效形式：打滑和疲劳破坏（如脱层、撕裂或拉断）

。设计准则：在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。

(1)保证不打滑要求(2)为了保证V带具有一定的疲劳强度和寿命，要求：单根V带所能传递的功率是指在一定初拉力作用下，带传动不发生打滑且具有足够疲劳寿命时所能传递的最大功率。返回目录前一页后一页退出

在包角α=1800、特定带长、工作平稳的条件下，由上式求得的单根普通V带的基本额定功率Po见表8-4。

当实际工作条件与确定Po值的特定条件不同时，应对查得的Po值进行修正。修正后得实际工作条件下单根V带所能传递的功率[Po]：式中:Kα

—包角系数，查表8-5；

KL—带长修正系数，查表8-2；△P0—功率增量，i12≠1时单根普通V带传递功率的增量，表8-4b；二、V带传动的设计方法

原始数据：

①

传动的用途、工作情况及原动机类型；

②

传递的功率P；③

带轮的转速n1及传动比i；④对传动的尺寸要求。设计计算的主要内容

①

V带的型号、长度和根数；

②

中心距；

③

带轮材料、基准直径及结构尺寸；

④

计算初拉力、作用在轴上的压力；⑤绘工作图、设计张紧装置等。返回目录前一页后一页退出设计步骤：

1、确定计算功率Pca

Pca=KAP（kW）

式中：工作情况系数KA

（见表8-7）；

返回目录前一页后一页退出2、选择带型

普通V带选型图若处于两种型号交界处分别计算选优根据Pc和n1，查图8-11确定V带的型号3、确定带轮的基准直径dd1和dd2。

1)小带轮直径：dd1>dmindd1过小带弯曲应力过大带寿命↓dd1过大结构尺寸增大2）验算带速v传递功率一定，速度提高，力下降，可以减少带的根数;多级传动中带放在高速级，带速度过高，离心力增大，降低传动能力;单位时间内应力变化次数增加，降低带的疲劳寿命。若带速不符合要求，重新选择dd1。v过小传递的功率不够v过大离心力大摩擦力小传递能力降低

2）计算带基准长度根据由表8-2（P142）确定基准长度a↑—→结构尺寸↑，高速时带颤动，α1不稳定a↓—→结构紧凑a↓↓—→α1↓——降低传动能力带长↓↓——带绕转次数↑——带寿命↓4、确定中心距.

1）初选中心距。3）计算从动直径dd2。系列值由于取标准，但应保证传动比相对误差：

3）计算实际中心距a：

返回目录前一页后一页退出考虑安装、调整和V带张紧需要，中心距变动范围5、验算小带轮的包角

6、确定带的根数z为了在中心距不过大的条件下保证包角不至于过小,所以传动比不宜过大，i≯7。为使每根带受力均匀，z<107、确定带的初拉力F0

初拉力小则摩擦力小,容易出现打滑,反之,初拉力过大,会使带的拉应力增大而减少寿命,并使轴轴承的压力增大。由于新带易松弛，对非自动张紧的新带安装时的初拉力应为上述初拉力的1.5倍。

带每米长质量带包角系数V带速计算功率8、计算压轴力（作用在轴上的力）

9、带轮设计10、张紧装置FQzF0zF0α1zF0FQα1zF0第四节V带轮设计

(一)V带轮设计的要求重量轻，质量分布均匀，动平衡性能好结构工艺性好、无过大的铸造和焊接内应力、质量分布均匀。轮槽工作面要精细加工，粗糙度达到一定要求，以减少带的磨损。各轮槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使带的载荷分布较为均匀。(二)带轮的材料小功率时可用铸铝或塑料。材料v≤30m/sHT200高速v→45m/s—用钢制(铸钢或用钢板冲压后焊接而成)带轮结构轮缘：与带相连部分轮毂：安装在轴上部分轮辐：联接部分实心式：dd≤(2．5～3)d腹板式：100≤dd≤300轮辐式：dd

>300(三)结构与尺寸带轮的结构设计，主要是根据带轮的基准直径选择结构形式。注：①dd——基准直径，已系列化小带轮直径不能太小dd≥dmin

根据带的截型确定轮槽尺寸。

为保证带与轮槽接触良好，增大摩擦力，轮槽楔角应适当减小，当然差值越大，楔入越紧。但当带拉出轮槽时，则损耗功率也大。因此，既要有差值，又不可太大。一般轮槽角小于带的楔角，差6°、4°、2°。带轮楔角

带轮的其它结构尺寸可参照经验公式计算。确定了带轮的各部分尺寸后，即可绘制出零件图，并按工艺要求注出相应的技术条件等。第五节

V带传动的张紧装置带传动工作一段时间后就会由于塑性变形而松弛，使初拉力减小，传动能力下降，这时必须重新张紧。1.调整中心距方式1）定期张紧2）自动张紧2、采用张紧轮将带张紧常用于带传动的试验装置张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。1）定期张紧2）自动张紧作业

8-1;8-2V带传动：张紧轮不宜装在紧边,应装于松边内侧(带厚),使带只受单向弯曲,且靠近大轮,防止小带轮包角减小。图示为带传动的张紧方案，试指出不合理之处。张紧轮平带传动：张紧轮宜装于松边外侧(带薄)靠近小轮,主要用以增大平带传动包角。V带传动的设计过程①按工作情况确定工作情况系数KA后计算Pca=KAP。②根椐Pca和n1从选型图确定V带的型号。③根据带的型号选d1，检验带速后确定d2=id1。v=5~25m/s。④根据空间限制初选中心距a0，由a0、d1、d2估算带长Ld’。⑤根据估计的带长Ld’和带的型号选定带长Ld，并验算小轮包角α≥120。⑥根据带速、带轮直径、传动比、包角、带长等确定额定功率P0以及系数Kα

、KL、△P0。

⑦计算所需带的根数z。⑧初拉力⑨作用在带轮轴上的压力带传动设计实例直径系列：20、22.4、25、28、31.5、35.5、40、45、50、56、63、71、75、80、85、90、95、100、106、112、118、125、132、140、150、160、170、180、200、212、224、236、250、265、280、300、315、355、375、400、……。V带带轮最小计算直径：mm例题单根V带（三角带）传递的最大功率P＝4.82kW，小带轮的基准直径dd1=180mm，大带轮的基准直径dd2=400mm，小带轮转速n1=1450r/min，小带轮上的包角

1＝152，带与带轮的当量摩擦系数

=0.25。试确定带传动的有效圆周力Fe、紧边拉力F1和张紧力F0。附：e=2.718。返回目录前一页后一页退出解：1）带的速度2）带的有效圆周力3）带的紧边拉力F1返回目录前一页后一页退出4）张紧力F0例题１、有一V带（三角带）传动，测量主动轮外径da1=190mm，从动轮外径da2=720mm，主动轮转速n1=940r/min，从动轮转速n2